Röle, elektromanyetik devre elemanı hakkında

Özellikle yüksek güçlü cihazların kontrollerinde kullanılan Rölelerin  çalışması yapısı hakkında çeşitli bilgileri paylaşmak istedim özellikle elektroniğe yeni başlayan kişiler için faydalı olacaktır

İlk olarak eski bir yazım (PC Kapandığında Diğer Cihazlar Kapansın yada Açılsın) için hazırladığım resime göz atın az çok rölenin (12v çift kontak) çalışması kavramanızda yardımcı olur :)

Aşağıda ise commons.wikimedia.org sitesinde “Relay schemas” kategorisinde bulunan bir kaç resim bulunuyor

Aşağıda “Röleler ve kontaktörler” hakkında daha detaylı teorik bilgiler şematik çizimler bulunuyor. Emeği geçen hazırlayan kişilere teşekkürler.

A. Manyetik (bobinli) röleler

Elektrikli ve elektronik donanımların bir çoğunda röle, reed röle ve kontaktör karşımıza çıkmaktadır. Bu bölümde adı geçen elemanlar açıklanacaktır. Rölenin tanımı Küçük değerli bir akım ile yüksek güçlü bir alıcıyı çalıştırabilmek (anahtarlayabilmek) için kullanılan elemanlara röle denir.  Şekil 1.1′de mini röle sembolleri verilmiştir.

BC547 kodlu NPN transistörle en fazla DC 100 mA akım çeken bir alıcıyı çalıştırabiliriz. Ancak transistörün kolektörüne bir röle bağladığımız zaman 1-16 A (DC ya da AC) akım çeken bir alıcıyı çalıştırmamız mümkün olur.

İşte bu kolaylığı sağlamasından ötürü röleler, otomasyon sistemlerinin başta gelen elemanlarından birisi durumundadır. Tamamen otomatikleşmeye başlayan üretim araçlarında
yüzlerce tip ve modelde röle kullanılmaktadır. Tek kontaklıdan tutun 10-20 kontaklısına kadar geniş bir model yelpazesine sahip rölelerin çalışması hermodelde de aynıdır.

Şekil 1.1 (1.2) Rölelerin şematik sembolleri ve şekilleri

Uygulamada kullanılan röleler, kontaklarının özelliğine göre şöyle sınıflandırılır:

• 1. Tek kontaklı tek konumlu röleler,
• 2. Tek kontaklı çift konumlu röleler,
• 3. Çok kontaklı tek konumlu röleler,
• 4. Çok kontaklı çift (iki) konumlu röleler

Şekil 1.2′de çeşitli mini röleler görülmektedir Mini rölenin yapısı Şekil 1.3′te görüldüğü gibi, bobin, demir nüve, palet, yay ve kontaklardan oluşan rölenin mıknatıs oluşturan bobinleri 5-9-12-24-36-48 V gibi gerilimlerde çalışacak biçimde üretilir. Elektronik sistemlerde çoğunlukla DC ile çalışan röleler kullanılır.

Şekil 1.3: Rölelerde kontakların hareketi

Rölenin çalışma ilkesi

Şekil 1.4-a-b-c’de görüldüğü gibi röle içinde bulunan demir nüve üzerine geçirilmiş makaraya ince telden çok sipirli olarak sarılmış bobine akım uygulandığında, N-S manyetik alanı oluşur.

Bu alan ise bobinin içindeki nüveyi elektromıknatıs hâline getirip, paletin kontaklarının konumunu değiştirmesini sağlar.

Akım kesilince elektromıknatıslık ortadan kalkar, esnek gergi yayı paleti geri çekerek kontakları ilk konumuna getirir. Kontaklardan geçen akım nedeniyle birbirine temas eden yüzeyler zamanla oksitlenebilir (karbonlaşır). Kontaklardaki oksitlenmeyi en az düzeyde tutabilmek için platin ya da tungsten üzerine ince gümüş tabakasıyla kaplama yapılır.

Şekil 1.4: Çeşitli rölelerin iç yapısı

Düzgün çalışmayan bir elektronik devrede rölelerin kontaklarında oksitlenme oluşmuş ise bu
istenmeyen durum su zımparasıyla giderilebilir. Düzelme olmazsa yeni röle kullan ılır.
Rölenin bobininin içine yerleştirilen nüvenin yumuşak demirden yapılmasının nedeni: Bobinin
oluşturduğumanyetik alan, yumuşak demirden üretilmiş nüvede kalıcı bir mıknatısiyet oluşturamaz. Bu da bobinden geçen akımkesildiği anda paletin demir nüveden ayrılıp eski konumuna dönmesini sağlar. Hatta bazı rölelerde paletin daha hızlı olarak nüveden ayrılmasını sağlamak için nüve üzerine ince bir plastik levha yerleştirilir.

Rölenin ayaklarının tanımlanması: Rölelerin gövdesinde bulunan,

a, b harfleri: Bobin uçlarını,
NC (Normal closed): Normalde kapalı durumda olan kontakları,
NO (Normal open): Normalde açık durumda olan kontakları belirtir.

Röle bobini enerjisizken bazı kontaklar açık, bazıları ise kapalı durumdadır. Anlatımlarda kolaylık olması için, bobin enerjisizken açık olan kontaklara normalde açık kontak denir. Kapalı olan kontaklar ise normalde kapalı kontak olarak adlandırılır. Rölenin bağlantı uçlarının bulunması Şeffaf plâstik gövdeli rölelerin iç yapısı dışardan bakılarak anlaşılabilir. Ancak rölenin içi görünmüyorsa a-b ile kodlanmış uçların bobin olduğu anlaşılır. Eğer a-b kodları bulunmuyorsa, ohmmetreyle ölçüm yapılarak önce bir direnç değeri (10-1000 W) gösteren ayaklar belirlenir.

Daha sonra bobin uçlarına röle gövdesinde yazılı olan gerilim (ACya daDC) uygulanıp kontakların konum değiştirme durumlarına dikkat edilerek diğer ayaklar belirlenebilir.
Rölelerin iyi yönleri

1. Giriş devresi çıkış devresinden yalıtılmıştır. Yani röleye kumanda eden elektronik devreyle güç devresi arasında elektriksel bir bağlantı yoktur.

2. Aşırı yüklenmelere karşı dayanıklıdır.Röle kontaklarından kısa süreli olarak anma (nominal) akımının bir kaç katı büyüklükte akım geçebilir. Örneğin kontaklarının anma akımı 6 A olan bir röle, kısa süreli olmak koşuluyla (1-3 s) 30-50 amperlik akımlara dayanabilir.

3. Dış manyetik alanlardan (gürültü) etkilenmezler.

4. Üretim esnasında, palete bağlı olarak konum değiştiren kontak sayısı istenildiği kadar
artırılabilir.